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EP3253999A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines lagerelements einer schaltvorrichtung für ein fahrzeuggetriebe sowie lagerelement und schaltvorrichtung für ein fahrzeuggetriebe - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines lagerelements einer schaltvorrichtung für ein fahrzeuggetriebe sowie lagerelement und schaltvorrichtung für ein fahrzeuggetriebe

Info

Publication number
EP3253999A1
EP3253999A1 EP16702034.6A EP16702034A EP3253999A1 EP 3253999 A1 EP3253999 A1 EP 3253999A1 EP 16702034 A EP16702034 A EP 16702034A EP 3253999 A1 EP3253999 A1 EP 3253999A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
projection
bearing element
selector lever
vehicle transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP16702034.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3253999B1 (de
Inventor
Ludger Rake
Andreas Giefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3253999A1 publication Critical patent/EP3253999A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3253999B1 publication Critical patent/EP3253999B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/0204—Selector apparatus for automatic transmissions with means for range selection and manual shifting, e.g. range selector with tiptronic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14311—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles using means for bonding the coating to the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/006—PBT, i.e. polybutylene terephthalate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2677/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H2059/026—Details or special features of the selector casing or lever support
    • F16H2059/0273—Cardan or gimbal type joints for supporting the lever

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a bearing member of a vehicle gear shift apparatus, to a bearing member and a vehicle gear shift apparatus, and to an apparatus for performing or driving the method.
  • a selector lever for actuating a vehicle transmission may be provided with a cardanic mounting.
  • the selector lever can be movably mounted in a cross piece.
  • the selector lever is usually mounted rotatably by means of a knurled bolt in the cross piece.
  • the crosspiece is rotatably mounted in a housing by means of one or more separate sockets to improve a smooth running and to reduce a bearing clearance.
  • the separate sockets require an increase of tolerances and installation costs.
  • the present approach is based on the finding that mutually rotatable components of a switching device can be produced inexpensively by means of a common method in fewer process steps.
  • the present approach uses the well-known Montagespritzg tellvon.
  • the assembly injection molding process as a process variant of the multicomponent injection molding process is characterized by the possibility of producing movable joints, with a process control, a component geometry and a material selection each having an influence on the resulting mobility.
  • This influence Parameters can thus be used to set a mobility of defined connections.
  • a shrinkage behavior of the respective connection component has the greatest influence, wherein the size of the shrinkage deviate from one another for reasons of material and production and therefore the influencing parameter can be influenced as required by suitable adjustment.
  • the present invention proposes, according to a first aspect, a method for producing a bearing element for a gearshift device for a vehicle transmission, the method comprising the following steps:
  • the vehicle transmission can be, for example, an automatic transmission.
  • the switching device may be mechanically or electronically coupled to the drive gear.
  • the switching device can be realized as a component of a shift-by-wire system.
  • a bearing element may be understood to mean a component which can be movably connected to a selector lever in order to guide a movement of the selector lever along one or more predetermined axes of motion, for example a shift axis for manually shifting the transmission and a selector shaft for selecting an operating mode of the transmission ,
  • the bearing element may be designed as a crosspiece.
  • a projection for example, a cylindrical stub axle can be understood, which serves to support the bearing element in a corresponding holding device, such as a permanently connected to a vehicle body housing or a guide rail.
  • At least the projection or the bearing element per se can be made of a plastic or a metal.
  • a bushing material may be understood to mean a plastic which, by means of the assembly injection molding process, is ring-shaped or capsular around the protrusion can be poured. The plastic can additionally have friction-reducing properties through a suitable material selection or addition of an additive.
  • a coupling point for mechanical coupling can be understood as meaning a connecting element of a connection of two components which are to be connected to each other in a mechanical manner.
  • the coupling point may be a receptacle for receiving a Einbringelements or a Einbringelement for introduction into a receptacle.
  • the presented approach is based in detail on the finding that bearing bushes can be injection molded in a mounting injection molding method on a bearing element for supporting a selector lever for a vehicle transmission, whereby the bearing bush is movable in relation to the bearing element auslagbar.
  • a backlash bearing can be realized with low tolerances.
  • the step of providing may be performed simultaneously with or shortly before the step of overmolding. More preferably, with the step of providing the bearing element with the projection and the coupling point is formed.
  • the parameters for the assembly injection molding process which influence a shrinkage behavior of these components are preferably chosen such that the bearing bush material and the material of the projection or of the bearing element have different shrinkages for achieving that for producing the Have mobility required clearance between the bushing and the projection.
  • Shrinkage is characterized by the material undergoing a volume change during the shrinkage process without material being removed or pressure applied to the material.
  • a shrinkage of the outer bearing bush material which has a reduction of an inner diameter of the molded bushing during the shrinkage process result, as well as a disappearance of the inner Projecting material, which is a reduction of the outer diameter of the projection during the shrinkage process result.
  • the step of providing the coupling point can be provided or formed with a recess for passing the selector lever through the bearing element and / or holding the selector lever in the bearing element, wherein the coupling point in the region of the recess has at least one opening for receiving a bearing pin of the selector lever.
  • the bushing material may be injected into the opening to form a bearing shell for supporting the bearing pin.
  • the bearing element can be performed, for example, like a frame. Under a bearing shell can be understood an annular element in which the bearing pin can be rotatably mounted.
  • the bearing bush and the bearing shell can be manufactured inexpensively and quickly in one and the same manufacturing process.
  • the bushing material can be less dissipated on cooling than the material of the bearing element disappears.
  • the bearing shell can be very firmly jammed in the opening. For example, a clamping force generated in this way can be sufficient for rotationally fixed the bearing shell in the opening.
  • the bearing element may further be provided or formed with at least one anti-rotation element in the step of providing.
  • An anti-rotation element may, for example, be understood as meaning a rib projecting into the opening or a serrated edge area of the opening.
  • the anti-rotation element can be cast in the step of extrusion coating with the bearing bush material, so that after cooling of the bearing bush material results in a rotationally fixed connection between the bearing shell and the bearing element.
  • the bearing bush in the step of extrusion coating, can be formed with at least one anti-rotation element arranged on the outer circumference of the bearing bush, which engages in an anti-rotation mount of a bearing bush receptacle of a housing.
  • the anti-rotation element may in particular be configured as described above.
  • the anti-rotation element may be a groove, into which engages a formed in the bearing bush receptacle associated rib of the housing.
  • the step of providing the bearing element can be provided or formed with at least one further projection, wherein in the step of extrusion coating, the further projection is further encapsulated with the bearing bush material to form a further bearing bush for supporting the bearing element.
  • the bearing element is provided or shaped in such a way that the projection and the further projection extend along a common projection axis.
  • the projection on a first outer wall of the bearing element can be formed and the further projection on one of the first outer wall opposite the second outer wall of the bearing element are formed.
  • the projection and the further projection can be arranged in as large a distance as possible from each other, so that the largest possible support width and thus a very stable bearing of the bearing element results
  • the approach presented here also provides, according to a further aspect, a bearing element for a switching device for a vehicle transmission, wherein the bearing element has at least one projection and a coupling point for the mechanical coupling of a selector lever for selecting a switching position of the vehicle transmission wherein the projection is encapsulated by means of a Montagespritzg tellvons with a bearing bush material for forming a bearing bush for supporting the bearing element, whereby the bearing element and the bearing bush are rotatably mounted to each other.
  • the bearing element is preferably formed by means of a method according to one of the described preferred embodiments.
  • the bearing element may have at least one further projection which is encapsulated with the bearing bush material in order to form a further bearing bush.
  • the projection and the further projection may extend in particular along a common projection axis.
  • the projection may be formed on a first outer wall of the bearing element and the further projection may be formed on a second outer wall of the bearing element opposite the first outer wall. More preferably, the projection and the further projection extend coaxially.
  • a shifting device for a vehicle transmission comprising a bearing element according to one of the preferred embodiments described above.
  • the switching device can be provided with a selector lever with at least a first bolt element and a second bolt element.
  • the coupling point can form a recess through which the selector lever can be passed.
  • the coupling point may have at least a first opening and a second opening in the region of the recess.
  • the bushing material may be injected into the first opening to form a first bearing shell and injected into the second opening to form a second bearing shell.
  • the first bolt element can be rotatably mounted in the first bearing shell and the second bolt element in the second bearing shell about an axis of rotation, in order to enable a movement of the selector lever about the axis of rotation.
  • the bolt elements may be rotationally connected to the selector lever and extend along the axis of rotation. For example, in the case of zenettin act around end portions of a guided through the selector lever bearing pin, wherein the end portions protrude beyond the selector lever.
  • a gimbal bearing of the selector lever can be realized if the projection axis and the axis of rotation are oriented in different directions, in other words run transversely to each other.
  • the projection axis and the rotation axis may be perpendicular to each other.
  • the present approach provides a device coupled to a memory comprising a program code for performing or driving all the steps of a method according to one of the embodiments described above.
  • a device may, for example, be understood to mean a machine or a tool for carrying out a production method according to an embodiment described here.
  • the memory is preferably a machine-readable medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory used to perform the method of any one of the embodiments described above when the program is executed.
  • a computer-aided device such as a computer, for example, may be used, which may be coupled to the device wirelessly, for example via Bluetooth or WLAN or wired, for example by means of a USB connection cable.
  • the device may comprise the memory or the computer-aided device with the memory.
  • the memory may be part of a machine-readable removable data carrier which can be exchangeably inserted in a reading device of the device or the computer-aided device, such as a drive, and read out therefrom.
  • FIG. 1 a, 1 b are schematic three-dimensional representations of a switching device according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a schematic three-dimensional representation of a switching device according to an embodiment of the present invention.
  • 3a, 3b are schematic representations of a switching device according to a
  • 4a, 4b are schematic cross-sectional views of a switching device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic three-dimensional representation of a switching device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for manufacturing a
  • FIG. 7 is a block diagram of an apparatus for performing a method according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 1a shows a schematic three-dimensional representation of a switching device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the switching device 100 comprises a bearing element 105, which is realized according to an embodiment as a crosspiece.
  • a projection 1 15 is formed at a first outer wall 1 10 of the bearing member 105.
  • a capsular bearing bush 120 is arranged, which is rotatable about a projection axis 125 on the projection 15 1.
  • the projection 1 15 is largely covered by the bearing bush 120.
  • the bearing bush 120 is made of a bearing bush made of material that has been sprayed around the projection 1 15 in a mounting injection molding.
  • the bearing bush material and a material of the bearing element 105, and thus of the projection 1 15, have different shrinkages and / or different melting points, wherein the bearing bush material is such that it fades less when the material is cooled than the material of the bearing element 105 fades away. This ensures that the bearing bush 120 after cooling of the bearing bush material with a demand-adjusted game, in this embodiment, play around the projection 1 15 rotate.
  • the bearing element 1 05 is executed with a recess 130 as a coupling point for mechanically coupling a selector lever 135. Through the recess 130 of the selector lever 1 35 is passed.
  • the selector lever 135 is rotatably mounted about a rotation axis 140 in the recess 130, wherein the axis of rotation 140 is exemplary perpendicular to the projection axis 125.
  • the switching device 100 further comprises a further projection 145 which is formed on a second outer wall 150 of the bearing element 105 opposite the first outer wall 110.
  • a capsular further bearing bush 155 is arranged, which is similar to the bearing bush 120 rotatable on the further projection 145 about the projection axis 125.
  • the projection 120 and the further projection 145 thus extend along the projection axis 125.
  • the further projection 145 is largely covered by the further bearing bush 155.
  • the further bearing bush 155 is also produced from the bearing bush material.
  • the bushing 120 and the further bushing 155 may be connected to a housing of the switching device 100, not shown here, which is for example fixedly connected to a body of a vehicle, so that the bearing element 105 is rotatably mounted about the projection axis 125 in the housing.
  • the housing may, for example, have guide rails in which the bearings gerbuchse 120 and the other bearing bush 155 are slidably disposed, so that the bearing element 105 is additionally displaceable along the axis of rotation 140.
  • the bushing 120 and the further bushing 155 may each be slotted.
  • the bearing element 105 and the selector lever 135 may be formed with a plurality of honeycomb-like struts, which serve the stiffening of the position element 105 and the selector lever 135.
  • Fig. 1 b shows the switching device 100 shown in Fig. 1a with removed bearing bushes 120, 155, so that the projections 1 15, 145 are visible.
  • the projection 1 15 and the further projection 145 are cylindrical and, for example, each have a parallel to the projection axis 125 extending groove.
  • FIG. 2 shows a schematic three-dimensional representation of a switching device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the switching device 100 shown in FIG. 2 is additionally realized with a bearing shell 200 injected from the bearing bush material.
  • the bearing element 105 has in the region of the recess 130 a circular opening 205, wherein the axis of rotation 140 extends through the center of the opening 205.
  • the bearing shell 200 is seated in the opening 205, wherein the bearing shell 200 has been injected into the opening 205 similar to the bearing bushes 120, 155 in a Montagespritzg smartvon.
  • the selector lever 135 is designed with a bearing pin 210.
  • An end portion 215 of the bearing pin 210 is rotatably supported in the bearing shell 200 about the rotation axis 140.
  • FIG. 3 a shows a side view of the switching device 100 shown in FIG. 2.
  • FIG. 3b shows a side view of the switching device 100 shown in FIG. 2 with the bearing bushes 120, 155 removed.
  • FIG. 4 a shows a schematic cross-sectional representation of a switching device 100 according to one exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 a shows a section through the selector lever 135 and the bearing element 105 along a section axis A - A shown in FIG. 3 a, which runs through an intersection of the spring axis 125 with the axis of rotation 140.
  • the bearing element 105 is designed with a further opening 400, which is formed on an opening 205 opposite side of the recess 130 so that the axis of rotation 140 passes through the center of the opening 205 and the center of the further opening 400.
  • the selector lever 135 is disposed between the openings 205, 400 in the recess 130.
  • the further opening 400 sits another bearing shell 405, which is like the bearing shell 200 made of the bearing bush material and thus rotationally fixed in the further opening 400.
  • a further end region 410 of the bearing pin 210 is rotatably mounted about the axis of rotation 140.
  • FIG. 4b shows an enlarged view of a part of the switching device 100 marked with a circle in FIG. 4a.
  • FIG. 5 shows a schematic three-dimensional representation of the switching device 100 shown in FIG. 3a.
  • the switching device 100 is realized with a crosspiece as a bearing element 105.
  • the selector lever 135 is mounted by means of a knurled bolt or a bearing pin 210 as described above in connection with the bearing shell 200 and the further bearing shell 405.
  • the crosspiece 105 itself is supported by the bushes 120, 155 in a housing.
  • the housing can be made in several parts. Through the use of the sockets 120, 155, despite a housing division a smooth and low-backlash storage of the crosspiece 105 can be realized. Due to the additional use of the bearing shell 200 and the further bearing shell 405 for the bearing pin 210, a complex assembly can be provided or molded inexpensively by means of the Montagespritzg tellmaschine less effort and thus.
  • a bearing element which has at least one projection and a coupling point for mechanically coupling a selector lever for selecting a shift position of a vehicle transmission.
  • the projection is overmolded by means of a mounting injection molding method with a bearing bush material for forming a bearing bush for rotatably supporting the bearing element.
  • two or more bushings may be molded directly onto a crosspiece in a moun-ting injection molding process.
  • the known method for producing a hinge connection is used.
  • a rotatable connection between the crosspiece and the bushings can be created by making crosspiece and bushings of largely incompatible materials with different melting points and different shrinkages.
  • the crosspiece may be made of a polyamide such as PA6 GF and the bushings of polybutylene terephthalate (PBT).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • a material combination of plastic and metal can be used.
  • a gimbal bearing of the selector lever can be completely realized in the assembly injection molding. This can be on Crosspiece in addition to the two bushings for storage in the housing two bearing shells are molded for the selector lever storage. Thus, it is possible to produce a complex assembly virtually in one operation.
  • the device 700 comprises a unit 705 for providing a bearing element, which has at least one projection and a coupling point for the mechanical coupling of a selector lever for selecting a switching position of the vehicle transmission. Further, the apparatus 700 includes a unit 710 for overmolding the protrusion by means of a mounting injection molding method with a bushing material for forming a bushing for rotatably supporting the bearing member.
  • the shrinkage behavior of the bearing bush material can be chosen such that the bearing bush material disappears to such an extent that the bearing bush is shaped to be rotatable relative to the bearing element.
  • the shrinkage behavior of the bearing bush material and the material for the bearing element with simultaneous formation of the bearing element and the bearing bush can be chosen such that the bearing bush material less fades as the material of the bearing element disappears. As a result, it is likewise possible to achieve a predeterminable mobility or clearance between the bearing element and the bearing bush.
  • the units 705, 710 may, for example, be injection molding tools for carrying out the assembly injection molding process in order to make the bearing element and the bearing bush relatively rotatable relative to one another REFERENCE CHARACTERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerelements einer Schaltvorrichtung (100) für ein Fahrzeuggetriebe. In einem ersten Verfahrensschritt (705) wird ein Lagerelement (105) bereitgestellt, das zumindest einen Vorsprung (115) und eine Koppelstelle zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels (135) zum Wählen einer Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes aufweist. Der Vorsprung (115) wird mittels eines Montagespritzgießverfahrens mit einem Lagerbuchsenmaterial zum Ausbilden einer Lagerbuchse (120) zum drehbeweglichen Lagern des Lagerelements (105) umspritzt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Laqerelements einer Schalt- vorrichtunq für ein Fahrzeuqqetriebe sowie Laqerelement und Schaltvorrichtunq für ein Fahrzeuqqetriebe
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Lagerelements einer Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, auf ein Lagerelement und eine Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen oder Ansteuern des Verfahrens.
Ein Wählhebel zum Betätigen eines Fahrzeuggetriebes kann mit einer karda- nischen Lagerung vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Wählhebel in einem Kreuzstück beweglich gelagert sein. Dabei wird der Wählhebel üblicherweise mittels eines Rändelbolzens in dem Kreuzstück drehbeweglich gelagert. Das Kreuzstück ist in einem Gehäuse mittels einer oder mehrerer separater Buchsen zum Verbessern einer Leichtgängigkeit und zum Reduzieren eines Lagerspiels drehbeweglich gelagert. Die separaten Buchsen bedingen jedoch eine Erhöhung von Toleranzen und des Montageaufwandes.
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgeschlagenen Ansatz ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerelements einer Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie ein Lagerelement und eine Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Der vorliegende Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass sich zueinander drehbewegliche Komponenten einer Schaltvorrichtung mittels eines gemeinsamen Verfahrens in weniger Verfahrensschritten kostengünstig herstellen lassen. Dazu bedient sich der vorliegende Ansatz dem bekannten Montagespritzgießverfahren. Das Montagespritzgießverfahren als eine Verfahrensvariante des Mehrkomponentenspritz- gießverfahrens zeichnet sich durch die Möglichkeit der Herstellung beweglicher Verbindungen aus, wobei eine Prozessführung, eine Bauteilgeometrie und eine Materialauswahl jeweils Einfluss auf die resultierende Beweglichkeit haben. Diese Einfluss- Parameter können somit zur Einstellung einer Beweglichkeit definierter Verbindungen genutzt werden. Dabei hat ein Schwindungsverhalten der jeweiligen Verbindungskomponente den größten Einfluss, wobei die Größe der Schwindungen materialbedingt und fertigungsbedingt voneinander abweichen und daher mittels geeigneter Einstellung der Einflussparameter bedarfsgerecht beeinflusst werden kann.
Basierend auf dieser Erkenntnis wird mit der vorliegenden Erfindung nach einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Herstellen eines Lagerelements für eine Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe vorgeschlagen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Lagerelements mit zumindest einem Vorsprung und einer Koppelstelle zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels zum Wählen einer Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes; und
Umspritzen des Vorsprungs mittels eines Montagespritzgießverfahrens mit einem Lagerbuchsenmaterial zum Ausbilden einer Lagerbuchse zum drehbeweglichen Lagern des Lagerelements.
Bei dem Fahrzeuggetriebe kann es sich beispielsweise um ein Automatikgetriebe handeln. Die Schaltvorrichtung kann mechanisch oder elektronisch mit dem Fahrgetriebe gekoppelt sein. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung als Komponente eines Shift-by-wire-Systems realisiert sein. Unter einem Lagerelement kann ein Bauelement verstanden werden, das mit einem Wählhebel beweglich verbunden werden kann, um eine Bewegung des Wählhebels entlang einer oder mehrerer vorgegebener Bewegungsachsen, beispielsweise einer Schaltachse zum manuellen Schalten des Getriebes und einer Wählachse zum Wählen eines Betriebsmodus des Getriebes, zu führen. Beispielsweise kann das Lagerelement als Kreuzstück ausgeführt sein. Unter einem Vorsprung kann beispielsweise ein zylinderförmiger Achsstummel verstanden werden, der der Lagerung des Lagerelements in einer entsprechenden Haltevorrichtung dient, etwa einem fest mit einer Fahrzeugkarosserie verbundenen Gehäuse oder einer Führungsschiene. Wenigstens der Vorsprung oder das Lagerelement an sich kann aus einem Kunststoff oder einem Metall gefertigt sein. Unter einem Lagerbuchsenmaterial kann ein Kunststoff verstanden werden, der mittels des Montagespritzgießverfahrens ring- oder kapseiförmig um den Vorsprung gegossen werden kann. Der Kunststoff kann durch eine geeignete _Materialauswahl oder Zusatz eines Additivs zusätzlich reibungsmindernde Eigenschaften aufweisen. Unter einer Koppelstelle zum mechanischen Koppeln kann ein Verbindungelement einer Verbindung von zwei miteinander, auf mechanische Weise zu verbindenden Bauelementen verstanden werden. Beispielsweise kann die Koppelstelle eine Aufnahme zur Aufnahme eines Einbringelements oder ein Einbringelement zum Einbringen in eine Aufnahme sein.
Der vorgestellte Ansatz beruht im Einzelnen auf der Erkenntnis, dass an einem Lagerelement zum Lagern eines Wählhebels für ein Fahrzeuggetriebe Lagerbuchsen in einem Montagespritzgießverfahren angespritzt werden können, wodurch die Lagerbuchse in Bezug zu dem Lagerelement beweglich ausbildbar ist. Dadurch kann eine spielarme Lagerung mit geringen Toleranzen realisiert werden. Ferner bietet ein solches Herstellungsverfahren gegenüber herkömmlichen Lösungen den Vorteil deutlich verringerter Herstellungskosten, da die Montage der separaten Lagerbuchsen entfällt. Vorzugsweise kann der Schritt des Bereitstellens zeitgleich mit oder kurz vor dem Schritt des Umspritzens durchgeführt werden. Weiter bevorzugt wird mit dem Schritt des Bereitstellens das Lagerelement mit dem Vorsprung und der Koppelstelle ausgeformt. Weiterhin bevorzugt sind mit Bezug auf das Lagerbuchsenmaterial und das Material für den Vorsprung oder das Lagerelement die ein Schwindungsverhalten dieser Komponenten beeinflussenden Parameter für das Montagespritzgießverfahren derart gewählt, dass das Lagerbuchsenmaterial und das Material des Vorsprungs bzw. des Lagerelements unterschiedliche Schwindungen zum Erreichen des zum Herstellen der Beweglichkeit erforderlichen Spiels zwischen der Lagerbuchse und dem Vorsprung aufweisen. Eine Schwindung zeichnet sich dadurch aus, dass das entsprechende Material während des Schwindungsprozesses eine Volumenänderung erfährt, ohne dass Material entfernt oder Druck auf das Material ausgeübt wird. Beispielsweise kann abhängig von einer Werkstoffauswahl für die Lagerbuchse und für den Vorsprung bzw. für das Lagerelement sowie abhängig von einer Einspritzreihenfolge ein Aufschwinden des äußeren Lagerbuchsenmaterials, welches eine Verringerung eines Innendurchmessers der angespritzten Lagerbuchse während des Schwindungsprozesses zur Folge hat, als auch ein Wegschwinden des inneren Vorsprungmaterials, welches eine Verringerung des Außendurchmessers des Vorsprungs während des Schwindungsprozesses zur Folge hat, erreicht werden. Dadurch kann ein bedarfsgerecht ausgewähltes Spiel zwischen dem Vorsprung und der Lagerbuchse realisiert werden.
Ferner kann mit dem Schritt des Bereitstellens die Koppelstelle mit einer Aussparung zum Hindurchführen des Wählhebels durch das Lagerelement und/oder Halten des Wählhebels im Lagerelement bereitgestellt oder ausgebildet werden, wobei die Koppelstelle im Bereich der Aussparung zumindest eine Öffnung zum Aufnehmen eines Lagerbolzens des Wählhebels aufweist. Im Schritt des Umspritzens kann insbesondere das Lagerbuchsenmaterial in die Öffnung gespritzt werden, um eine Lagerschale zum Lagern des Lagerbolzens zu bilden. Mittels der Aussparung kann das Lagerelement beispielsweise rahmenartig ausgeführt werden. Unter einer Lagerschale kann ein ringförmiges Element verstanden werden, in dem der Lagerbolzen drehbar gelagert werden kann. Mittels dieser Ausführungsform lassen sich die Lagerbuchse und die Lagerschale kostengünstig und zeitsparend in ein und demselben Herstellungsverfahren fertigen. Ferner kann unter Berücksichtigung der Einflussparameter für das Schwindungsverhalten der jeweiligen verwendeten Materialien in dem Montagespritzgießverfahren das Lagerbuchsenmaterial beim Erkalten weniger stark wegschwinden als das Material des Lagerelements aufschwindet. Dadurch kann zudem die Lagerschale sehr fest in der Öffnung verklemmt werden. Beispielsweise kann eine derart erzeugte Klemmkraft ausreichen, um die Lagerschale verdrehfest in der Öffnung zu fixieren.
Das Lagerelement kann im Schritt des Bereitstellens ferner mit zumindest einem Verdrehsicherungselement bereitgestellt oder ausgebildet werden. Unter einem Verdrehsicherungselement kann beispielsweise eine in die Öffnung hineinragende Rippe oder ein gezackter Randbereich der Öffnung verstanden werden. Das Verdrehsicherungselement kann im Schritt des Umspritzens mit dem Lagerbuchsenmaterial vergossen werden, sodass sich nach dem Erkalten des Lagerbuchsenmaterials eine verdrehfeste Verbindung zwischen der Lagerschale und dem Lagerelement ergibt. Weiterhin bevorzugt kann im Schritt des Umspritzens die Lagerbuchse mit zumindest einem am Außenumfang der Lagerbuchse angeordneten Verdrehsiche- rungselement ausgebildet werden, welche in eine Verdrehsicherungsaufnahme einer Lagerbuchsenaufnahme eines Gehäuses eingreift. Dadurch kann die Gefahr einer relativen Verdrehung zwischen der Lagerbuchse und dem Gehäuse wenigstens minimiert werden. Das Verdrehsicherungselement kann insbesondere wie vorstehend beschrieben ausgestaltet sein. Alternativ dazu kann das Verdrehsicherungselement eine Nut sein, in welche eine in der Lagerbuchsenaufnahme ausgeformte zugeordnete Rippe des Gehäuses eingreift.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens das Lagerelement mit zumindest einem weiteren Vorsprung bereitgestellt oder ausgebildet werden, wobei im Schritt des Umspritzens ferner der weitere Vorsprung mit dem Lagerbuchsenmaterial umspritzt wird, um eine weitere Lagerbuchse zum Lagern des Lagerelements zu bilden. Dies bietet den Vorteil, dass in ein und demselben Herstellungsschritt mehrere Lagerungspunkte an dem Lagerelement realisiert werden können.
Diese Lagerungspunkte können besonders günstig positioniert werden, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform im Schritt des Bereitstellens das Lagerelement derart bereitgestellt oder ausgeformt wird, dass sich der Vorsprung und der weitere Vorsprung entlang einer gemeinsamen Vorsprungsachse erstrecken. Insbesondere kann hierbei der Vorsprung an einer ersten Außenwand des Lagerelements ausgeformt werden und der weitere Vorsprung an einer der ersten Außenwand gegenüberliegenden zweiten Außenwand des Lagerelements ausgeformt werden.
Dadurch lassen sich der Vorsprung und der weitere Vorsprung in einem möglichst großen Abstand zueinander anordnen, sodass sich eine möglichst große Stützbreite und somit eine sehr stabile Lagerung des Lagerelements ergibt
Der hier vorgestellte Ansatz schafft nach einem weiteren Aspekt ferner ein Lagerelement für eine Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe, wobei das Lagerelement zumindest einen Vorsprung und eine Koppelstelle zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels zum Wählen einer Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes aufweist, wobei der Vorsprung mittels eines Montagespritzgießverfahrens mit einem Lagerbuchsenmaterial zum Ausbilden einer Lagerbuchse zum Lagern des Lagerelements umspritzt ist, wodurch das Lagerelement und die Lagerbuchse zueinander drehbeweglich gelagert sind. Das Lagerelement ist vorzugsweise mittels eines Verfahrens gemäß einer der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Lagerelement zumindest einen weiteren Vorsprung aufweisen, der mit dem Lagerbuchsenmaterial umspritzt ist, um eine weitere Lagerbuchse zu bilden. Der Vorsprung und der weitere Vorsprung können sich insbesondere entlang einer gemeinsamen Vorsprungsachse erstrecken. Insbesondere kann hierbei der Vorsprung an einer ersten Außenwand des Lagerelements ausgeformt sein und der weitere Vorsprung an einer der ersten Außenwand gegenüberliegenden zweiten Außenwand des Lagerelements ausgeformt sein. Weiter bevorzugt erstrecken sich der Vorsprung und der weitere Vorsprung koaxial.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltvorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe vorgeschlagen, wobei die Schaltvorrichtung ein Lagerelement nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Schaltvorrichtung mit einem Wählhebel mit zumindest einem ersten Bolzenelement und einem zweiten Bolzenelement vorgesehen sein. Die Koppelstelle kann eine Aussparung ausformen, durch die der Wählhebel hindurchgeführt sein kann. Die Koppelstelle kann im Bereich der Aussparung zumindest eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweisen. Das Lagerbuchsenmaterial kann in die erste Öffnung gespritzt sein, um eine erste Lagerschale zu bilden, und in die zweite Öffnung gespritzt sein kann, um eine zweite Lagerschale zu bilden. Das erste Bolzenelement kann in der ersten Lagerschale und das zweite Bolzenelement in der zweiten Lagerschale um eine Drehachse drehbar gelagert sein, um eine Bewegung des Wählhebels um die Drehachse zu ermöglichen. Die Bolzenelemente können verdrehfest mit dem Wählhebel verbunden sein und sich entlang der Drehachse erstrecken. Beispielsweise kann es sich bei den Bol- zenelementen um Endbereiche eines durch den Wählhebel hindurchgeführten Lagerbolzens handeln, wobei die Endbereiche über den Wählhebel hinausragen.
Eine kardanische Lagerung des Wählhebels lässt sich realisieren, wenn die Vorsprungsachse und die Drehachse in unterschiedliche Richtungen orientiert sind, mit anderen Worten quer zueinander verlaufen. Beispielsweise können die Vorsprungsachse und die Drehachse senkrecht zueinander verlaufen.
Ferner schafft der vorliegende Ansatz eine Vorrichtung gekoppelt mit einem Speicher umfassend ein Programmcode zum Durchführen oder Ansteuern aller Schritte eines Verfahrens gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Unter einer Vorrichtung kann beispielsweise eine Maschine oder ein Werkzeug zum Durchführen eines Herstellungsverfahrens gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform verstanden werden. Bei dem Speicher handelt es sich vorzugsweise um einen maschinenlesbaren Datenträger wie einen Halbleiterspeicher, einen Festplattenspeicher oder einen optischen Speicher, der zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm ausgeführt wird. Zum Ausführen des Programms kann vorzugsweise eine rechnergestützte Vorrichtung wie beispielsweise ein Computer hergenommen werden, welcher mit der Vorrichtung drahtlos beispielsweise per Bluetooth oder WLAN oder drahtgebunden beispielsweise mittels eines USB- Verbindungskabels gekoppelt sein kann. Alternativ bevorzugt kann die Vorrichtung den Speicher oder die rechnergestützte Vorrichtung mit dem Speicher aufweisen. Weiterhin alternativ bevorzugt kann der Speicher Bestandteil eines maschinenlesbaren Wechseldatenträgers sein, welcher in einem Lesegerät der Vorrichtung oder der rechnergestützten Vorrichtung wie beispielsweise einem Laufwerk wechselbar einlegbar und von diesem auslesbar ist.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 a, 1 b schematische dreidimensionale Darstellungen einer Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3a, 3b schematische Darstellungen einer Schaltvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4a, 4b schematische Querschnittsdarstellungen einer Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer
Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 a zeigt eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Schaltvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schaltvorrichtung 100 umfasst ein Lagerelement 105, das gemäß einem Ausführungsbeispiel als Kreuzstück realisiert ist. An einer ersten Außenwand 1 10 des Lagerelements 105 ist ein Vorsprung 1 15 ausgebildet. Auf dem Vorsprung 1 15 ist eine kapseiförmige Lagerbuchse 120 angeordnet, die um eine Vorsprungsachse 125 auf dem Vorsprung 1 15 drehbar ist. In Fig. 1 a ist der Vorsprung 1 15 von der Lagerbuchse 120 größtenteils abgedeckt. Die Lagerbuchse 120 ist aus einem Lagerbuchsen- material gefertigt, das in einem Montagespritzgießverfahren um den Vorsprung 1 15 gespritzt worden ist. Das Lagerbuchsenmaterial und ein Material des Lagerelements 105, und somit des Vorsprungs 1 15, weisen unterschiedliche Schwindungen und/oder unterschiedliche Schmelzpunkte auf, wobei das Lagerbuchsenmaterial derart beschaffen ist, dass es bei einer Materialabkühlung weniger aufschwindet als das Material des Lagerelements 105 wegschwindet. Dadurch wird erreicht, dass sich die Lagerbuchse 120 nach dem Erkalten des Lagerbuchsenmaterials mit einem bedarfsgerecht eingestellten Spiel, bei diesem Ausführungsbeispiel spielarm um den Vorsprung 1 15 drehen lässt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Lagerelement 1 05 mit einer Aussparung 130 als Koppelstelle zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels 135 ausgeführt. Durch die Aussparung 130 ist der Wählhebel 1 35 hindurchgeführt. Der Wählhebel 135 ist um eine Drehachse 140 drehbar in der Aussparung 130 gelagert, wobei die Drehachse 140 beispielhaft senkrecht zur Vorsprungsachse 125 verläuft.
Die Schaltvorrichtung 100 umfasst ferner einen weiteren Vorsprung 145, der an einer der ersten Außenwand 1 10 gegenüberliegenden zweiten Außenwand 150 des Lagerelements 105 ausgebildet ist. Auf dem weiteren Vorsprung 145 ist eine kapseiförmige weitere Lagerbuchse 155 angeordnet, die ähnlich der Lagerbuchse 120 auf dem weiteren Vorsprung 145 um die Vorsprungsachse 125 drehbar ist. Der Vorsprung 120 und der weitere Vorsprung 145 erstrecken sich somit entlang der Vorsprungsachse 125. Der weitere Vorsprung 145 ist von der weiteren Lagerbuchse 155 größtenteils abgedeckt. Analog zur vorangehend beschriebenen Herstellungsweise der Lagerbuchse 120 ist auch die weitere Lagerbuchse 155 aus dem Lagerbuchsenmaterial gefertigt.
Die Lagerbuchse 120 und die weitere Lagerbuchse 155 können mit einem hier nicht dargestellten Gehäuse der Schaltvorrichtung 100, das beispielsweise fest mit einer Karosserie eines Fahrzeugs verbunden ist, verbunden sein, sodass das Lagerelement 105 um die Vorsprungsachse 125 drehbar in dem Gehäuse gelagert ist. Das Gehäuse kann beispielsweise Führungsschienen aufweisen, in denen die La- gerbuchse 120 und die weitere Lagerbuchse 155 verschiebbar angeordnet sind, sodass das Lagerelement 105 zusätzlich entlang der Drehachse 140 verschiebbar ist.
Die Lagerbuchse 120 und die weitere Lagerbuchse 155 können jeweils geschlitzt sein.
Das Lagerelement 105 und der Wählhebel 135 können mit einer Mehrzahl wabenartig angeordneter Verstrebungen ausgebildet sein, die der Versteifung des Lageelements 105 bzw. des Wählhebels 135 dienen.
Fig. 1 b zeigt die in Fig. 1 a dargestellte Schaltvorrichtung 100 mit abgenommenen Lagerbuchsen 120, 155, sodass die Vorsprünge 1 15, 145 sichtbar sind. Der Vorsprung 1 15 und der weitere Vorsprung 145 sind zylinderförmig ausgeführt und weisen beispielhaft je eine parallel zur Vorsprungsachse 125 verlaufende Nut auf.
Fig. 2 zeigt eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Schaltvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu den Figuren 1 a und 1 b ist die in Fig. 2 gezeigte Schaltvorrichtung 100 zusätzlich mit einer aus dem Lagerbuchsenmaterial gespritzten Lagerschale 200 realisiert. Das Lagerelement 105 weist im Bereich der Aussparung 130 eine kreisrunde Öffnung 205 auf, wobei die Drehachse 140 durch den Mittelpunkt der Öffnung 205 verläuft. Die Lagerschale 200 sitzt in der Öffnung 205, wobei die Lagerschale 200 ähnlich wie die Lagerbuchsen 120, 155 in einem Montagespritzgießverfahren in die Öffnung 205 eingespritzt worden ist. Dadurch, dass das Material des Lagerelements 105 beim Erkalten stärker aufschwindet als das Lagerbuchsenmaterial der Lagerschale 200 wegschwindet, ist die Lagerschale 200 nach dem Erkalten verdrehfest in der Öffnung 205 eingeklemmt.
Der Wählhebel 135 ist mit einem Lagerbolzen 210 ausgeführt. Ein Endbereich 215 des Lagerbolzens 210 ist in der Lagerschale 200 um die Drehachse 140 drehbar gelagert.
Fig. 3a zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 2 gezeigten Schaltvorrichtung 100. Fig. 3b zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 2 gezeigten Schaltvorrichtung 100 mit abgenommenen Lagerbuchsen 120, 155.
Fig. 4a zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Schaltvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 4a zeigt einen Schnitt durch den Wählhebel 135 und das Lagerelement 105 entlang einer in Fig. 3a gezeigten Schnittachse A-A, die durch einen Schnittpunkt der Vor- sprungachse 125 mit der Drehachse 140 verläuft.
Das Lagerelement 105 ist mit einer weiteren Öffnung 400 ausgeführt, die auf einer der Öffnung 205 gegenüberliegenden Seite der Aussparung 130 ausgebildet ist, sodass die Drehachse 140 durch den Mittelpunkt der Öffnung 205 und den Mittelpunkt der weiteren Öffnung 400 verläuft. Der Wählhebel 135 ist zwischen den Öffnungen 205, 400 in der Aussparung 130 angeordnet.
In der weiteren Öffnung 400 sitzt eine weitere Lagerschale 405, die wie die Lagerschale 200 aus dem Lagerbuchsenmaterial hergestellt ist und somit verdrehfest in der weiteren Öffnung 400 fixiert ist. In der weiteren Lagerschale 405 ist ein weiterer Endbereich 410 des Lagerbolzens 210 um die Drehachse 140 drehbar gelagert.
Fig. 4b zeigt eine vergrößerte Darstellung eines in Fig. 4a mit einem Kreis markierten Teilausschnitts der Schaltvorrichtung 100.
Fig. 5 zeigt eine schematische dreidimensionale Darstellung der in Fig. 3a gezeigten Schaltvorrichtung 100.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Schaltvorrichtung 100 mit einem Kreuzstück als Lagerelement 105 realisiert. In dem Kreuzstück 105 ist der Wählhebel 135 mittels eines Rändelbolzens oder eines wie vorstehend beschriebenen Lagerbolzens 210 in Verbindung mit der Lagerschale 200 und der weiteren Lagerschale 405 gelagert. Das Kreuzstück 105 selbst ist mittels der Buchsen 120, 155 in einem Gehäuse gelagert. Das Gehäuse kann mehrteilig ausgeführt sein. Durch die Verwendung der Buchsen 120, 155 kann trotz einer Gehäuse- teilung eine leichtgängige und spielarme Lagerung des Kreuzstücks 105 realisiert werden. Durch die zusätzliche Verwendung der Lagerschale 200 und der weiteren Lagerschale 405 für den Lagerbolzen 210 kann eine komplexe Baugruppe mittels des Montagespritzgießverfahren mit geringerem Aufwand und somit kostengünstig bereitgestellt bzw. ausgeformt werden.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Herstellen eines Lagerelements einer Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt 605 wird ein Lagerelement bereitgestellt, das zumindest einen Vorsprung und eine Koppelstelle zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels zum Wählen einer Schaltstellung eines Fahrzeuggetriebes. In einem weiteren Schritt 610 wird der Vorsprung mittels eines Montagespritzgießverfahrens mit einem Lagerbuchsenmaterial zum Ausbilden einer Lagerbuchse zum drehbeweglichen Lagern des Lagerelements umspritzt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können damit zwei oder mehr Buchsen in einem Montagespritzgießverfahren direkt an einem Kreuzstück angespritzt werden. Hierbei wird das bekannte Verfahren zum Herstellen einer Gelenkverbindung eingesetzt. Beispielsweise kann eine drehbare Verbindung zwischen Kreuzstück und Buchsen erzeugt werden, indem Kreuzstück und Buchsen aus weitgehend unverträglichen Werkstoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten und unterschiedlichen Schwindungen hergestellt werden. Durch eine geeignete Werkstoffkombination ergibt sich nach der Entformung eine spielarme und leicht bewegliche Verbindung. Beispielsweise kann das Kreuzstück aus einem Polyamid wie PA6 GF und die Buchsen aus Polybutylenterephthalat (PBT) gefertigt werden. Alternativ kann auch eine Werkstoffkombination aus Kunststoff und Metall verwendet werden.
Direkt an den Buchsen können Bereiche für eine Verdreh- und Verliersicherung oder auch Spielausgleichselemente angespritzt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine kardanische Lagerung des Wählhebels komplett im Montagespritzguss realisiert werden. Hierbei können am Kreuzstück neben den beiden Buchsen zur Lagerung im Gehäuse zusätzlich zwei Lagerschalen für die Wählhebellagerung angespritzt werden. Somit ist es möglich, eine komplexe Baugruppe quasi in einem Arbeitsgang herzustellen.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 700 zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 700 umfasst eine Einheit 705 zum Bereitstellen eines Lagerelements, das zumindest einen Vorsprung und eine Koppelstelle zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels zum Wählen einer Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes aufweist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 700 eine Einheit 710 zum Umspritzen des Vorsprungs mittels eines Montagespritzgießverfahrens mit einem Lagerbuchsenmaterial zum Ausbilden einer Lagerbuchse zum drehbeweglichen Lagern des Lagerelements. Durch bedarfsgerechte Einstellung der Einflussparameter für das Montagespritzgießverfahren kann beispielsweise das Schwindungsverhalten des Lagerbuchsenmaterials derart gewählt sein, dass das Lagerbuchsenmaterial in einem solchen Maß aufschwindet, dass die Lagerbuchse relativ drehbeweglich zu dem Lagerelement ausgeformt wird. Weiter bevorzugt können das Schwindungsverhalten des Lagerbuchsenmaterials und des Materials für das Lagerelement bei gleichzeitigen Ausbilden des Lagerelements und der Lagerbuchse derart gewählt sein, dass das Lagerbuchsenmaterial weniger aufschwindet als das Material des Lagerelements wegschwindet. Dadurch kann gleichfalls eine vorbestimmt definierbare Beweglichkeit bzw. Spiel zwischen Lagerelement und Lagerbuchse erzielt werden.
Bei den Einheiten 705, 710 kann es sich beispielsweise um Spritzgießwerkzeuge zur Durchführung des Montagespritzgießverfahrens handeln, um das Lagerelement und die Lagerbuchse zueinander relativ drehbeweglich herzustellen Bezuqszeichen
100 Schaltvorrichtung
105 Lagerelement
1 10 erste Außenwand
1 15 Vorsprung
120 Lagerbuchse
125 Vorsprungsachse
130 Aussparung
135 Wählhebel
140 Drehachse
145 weiterer Vorsprung
150 zweite Außenwand
155 weitere Lagerbuchse
200 Lagerschale
205 Öffnung
210 Lagerbolzen
215 erstes Bolzenelement, auch Endbereich genannt
400 weitere Öffnung
405 weitere Lagerschale
410 zweites Bolzenelement, auch weiterer Endbereich genannt
600 Verfahren zum Herstellen einer Schaltvorrichtung
605 Bereitstellen des Lagerelements
610 Umspritzen des Vorsprungs des Lagerelements
700 Vorrichtung
705 Einheit zum Bereitstellen des Lagerelements
710 Einheit zum Umspritzen des Vorsprungs des Lagerelements

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren (600) zum Herstellen eines Lagerelements einer Schaltvorrichtung (100) für ein Fahrzeuggetriebe, wobei das Verfahren (600) folgende Schritte umfasst
Bereitstellen (605) eines Lagerelements (105)mit zumindest einem Vorsprung (1 15) und einer Koppelstelle (130, 205) zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels (135) zum Wählen einer Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes aufweist; und Umspritzen (610) des Vorsprungs (1 15) mittels eines Montagespritzgießverfahrens mit einem Lagerbuchsenmaterial zum Ausbilden einer Lagerbuchse (120) zum drehbeweglichen Lagern des Lagerelements (105).
2. Verfahren (600) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bereitstellens (605) der Vorsprung (1 15) oder das Lagerelement (105) aus einem Kunststoffmaterial oder Metall ausgebildet ist, und im Schritt des Umspritzens (610) ein Kunststoffmaterial als Lagerbuchsenmaterial) verwendet wird.
3. Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bereitstellens (605) die Koppelstelle (130, 205) mit einer Aussparung (130) zum Hindurchführen des Wählhebels (135) durch das Lagerelement (105) und/oder Halten des Wählhebels (135) im Lagerelement (105) bereitgestellt wird, wobei die Koppelstelle (130, 205) im Bereich der Aussparung (130) zumindest eine Öffnung (205) zum Aufnehmen eines Lagerbolzens (210) des Wählhebels (135) aufweist, insbesondere wobei im Schritt des Umspritzens (610) das Lagerbuchsenmaterial ferner in die Öffnung (205) gespritzt wird, um eine Lagerschale (200) zum drehbeweglichen Lagern des Lagerbolzens (210) zu bilden.
4. Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bereitstellens (605) das Lagerelement (105) mit zumindest einem weiteren Vorsprung (145) bereitgestellt wird, wobei im Schritt des Umspritzens (610) ferner der weitere Vorsprung (145) mit dem Lagerbuchsenmaterial umspritzt wird, um eine weitere Lagerbuchse (155) zum Lagern des Lagerelements (105) zu bilden.
5. Verfahren (600) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bereitstellens (605) das Lagerelement (105) derart ausgeformt wird, dass sich der Vorsprung (1 15) und der weitere Vorsprung (145) entlang einer gemeinsamen Vorsprungsachse (125) erstrecken, insbesondere wobei der Vorsprung (1 15) an einer ersten Außenwand (1 10) des Lagerelements (105) ausgeformt wird und der weitere Vorsprung (145) an einer der ersten Außenwand (1 10) gegenüberliegenden zweiten Außenwand (150) des Lagerelements (105) ausgeformt wird.
6. Lagerelement (105) für eine Schaltvorrichtung (100) für ein Fahrzeuggetriebe, wobei das Lagerelement (105) zumindest einen Vorsprung (1 15) und eine Koppelstelle (130, 205) zum mechanischen Koppeln eines Wählhebels (135) zum Wählen einer Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes aufweist, wobei der Vorsprung (1 15) mittels eines Montagespritzgießverfahrens mit einem Lagerbuchsenmaterial zum Ausbilden einer Lagerbuchse (120) zum Lagern des Lagerelements (105) umspritzt ist, wodurch das Lagerelement (105) und die Lagerbuchse (120) zueinander drehbeweglich angeordnet sind.
7. Lagerelement (105) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (105) zumindest einen weiteren Vorsprung (145) aufweist, der mit dem Lagerbuchsenmaterial umspritzt ist, um eine weitere Lagerbuchse (155) zu bilden, insbesondere wobei sich der Vorsprung (1 15) und der weitere Vorsprung (145) entlang einer gemeinsamen Vorsprungsachse (125) erstrecken, insbesondere wobei der Vorsprung (1 15) an einer ersten Außenwand (1 10) des Lagerelements (105) ausgeformt ist und der weitere Vorsprung (145) an einer der ersten Au ßenwand (1 10) gegenüberliegenden zweiten Außenwand (150) des Lagerelements (105) ausgeformt ist.
8. Schaltvorrichtung (100) für ein Fahrzeuggetriebe, wobei die Schaltvorrichtung (100) ein Lagerelement (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst, gekennzeichnet durch einen Wählhebel (135) mit zumindest einem ersten Bolzenelement (215) und einem zweiten Bolzenelement (410), wobei die Koppelstelle (130, 205) eine Aussparung ausformt, wobei der Wählhebel (135) durch die Aussparung (130) hindurchgeführt ist, wobei die Koppelstelle (130, 205) im Bereich der Ausspa- rung (130) zumindest eine erste Öffnung (205) und eine zweite Öffnung (400) aufweist, wobei das Lagerbuchsenmaterial in die erste Öffnung (205) gespritzt ist, um eine erste Lagerschale (200) zu bilden, und das Lagerbuchsenmaterial in die zweite Öffnung (400) gespritzt ist, um eine zweite Lagerschale (405) zu bilden, und wobei das erste Bolzenelement (215) in der ersten Lagerschale (200) und das zweite Bolzenelement (410) in der zweiten Lagerschale (405) um eine Drehachse (140) drehbar gelagert ist, um eine Bewegung des Wählhebels (135) um die Drehachse (140) zu ermöglichen.
9. Schaltvorrichtung (100) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprungsachse (125) und die Drehachse (140) quer, insbesondere orthogonal zueinander verlaufen.
10. Vorrichtung (700) gekoppelt mit einem Speicher umfassend ein Programmcode zum Durchführen oder Ansteuern aller Schritte eines Verfahrens (600) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Durchführen oder Ansteuern aller Schritte des Verfahrens (600) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.
EP16702034.6A 2015-02-05 2016-01-11 Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines lagerelements einer schaltvorrichtung für ein fahrzeuggetriebe sowie lagerelement und schaltvorrichtung für ein fahrzeuggetriebe Not-in-force EP3253999B1 (de)

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